4. Процессы и аппараты электрохимической очистки Практическая работа № 22 Электрокоагуляторы с алюминиевыми электродами

Цель работы – изучить принципы расчета параметров очистных сооружений и закрепить теоретические знания.

Общие сведения

Электрокоагуляторы с алюминиевыми пластинчатыми электродами (рисунок 4.1) следует применять для очистки концентрированных маслосодержащих сточных вод (отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей), образующихся при обработке металлов резанием и давлением, с концентрацией масел не более 10 г/л.

Рисунок 4.1 – Схема электрокоагулятора с алюминиевыми электродами

При обработке сточных вод с более высоким содержанием масел необходимо предварительное разбавление предпочтительно кислыми сточными водами. Остаточная концентрация масел в очищенных сточных водах должна быть не более 25 мг/л.

При проектировании электрокоагуляторов необходимо определять:

Площадь электродов, , м², по формуле:

,

где - производительность аппарата, м³/ч; - удельный расход электричества, А · ч/м³, допускается принимать по табл. 1; - электродная плотность тока, А/кв.м; = 80÷120 А/м²;

Удельный расход алюминия на очистку сточной воды , г/м³, следует принимать по табл. 4.1.

После электрохимической обработки сточные воды следует отстаивать не менее 60 мин. Предварительное подкисление сточных вод следует производить соляной (предпочтительно) или серной кислотой до величины рН 4,5-5,5.

Пластинчатые электроды следует собирать в виде блока. Электрокоагулятор должен быть снабжен водораспределительным устройством, приспособлением для удаления пенного продукта, устройствами для выпуска очищенной воды и шлама, прибором для контроля уровня воды, устройством для реверсирования тока.

Таблица 4.1

Технологический параметр	Содержание масел, г/м3
	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000	8000	10000
, А · ч/м3	180	225	270	315	360	405	430	495	540	720	860
, г/м3	60	75	92	106	121	136	151	166	182	242	302
, л/м3	85	95	113	132	151	170	184	208	227	303	368

Примечание: Электрокоагулятор снабжается устройством для реверсирования тока лишь в случае его отсутствия в источнике постоянного тока.

В качестве электродного материала следует применять алюминий или его сплавы, за исключением сплавов, содержащих медь.

Расчет производительности вытяжной вентиляционной системы следует производить исходя из количества выделяющегося водорода, при этом производительность вентилятора , м³/ч, надлежит определять по формуле

,

где - удельный объем выделяющегося водорода, л/м³, допускается принимать по табл.1; - объем межэлектродного пространства.

Исходные данные:

• приток сточных вод Q = 8 м³/час + 0,1·N;

• производительность электрокоагулятора q_w =5 м³/час;

• содержание масел в воде, мг/л 2+0,2·N;

• толщина электродных пластин, δ- 4÷8 мм;

• величина межэлектродного пространства, b – 12÷15 мм.

Задание:

1.Определить суммарную площадь электродов.

2. Определить необходимое количество аппаратов.

3. Выбрать толщину электродов, обеспечивающих время работы аппаратов не менее 150 часов.

4. Рассчитать производительность вытяжной вентиляционной системы

5. Указать область применения электрокоагуляторов.

6. Вычертить фрагмент технологической схемы, включающий электрокоагулятор и связанные с ним устройства.

Методические указания:

Для выполнения задания 3 необходимо:

• используя значение f_ek и Н определить суммарный объем V_е электродов;

• определить массу электродов (плотность алюминия ρ_Al=2699 кг/м³);

• используя значение q_Al определить максимальный объем обрабатываемой воды до выработки электронов на 80 %; (V_H2O=m*0,8/q_Al);

• время непрерывной работы аппарата, используя данные о его производительности. Если расчетное время получается меньше заданного, то предусмотреть увеличение толщины электродов. T=V/Q

Контрольные вопросы:

1. В чем сущность процесса электрокоагуляции.

2. Для каких производств и условий могут быть использованы электрокоагуляторы .